【核心考点精讲】
测量未知电阻阻值
1、实验原理:R=。
2、实验器材:电源、开关、导线、滑动变阻器、被测小灯泡或定值电阻、电压表、电流表。 3、实验电路图
4、滑动变阻器在实验中的作用 (1)保护电路;
(2)改变灯泡(定值电阻)两端的电压和通过灯泡(定值电阻)的电流。 5、实验步骤
(1)连接电路,将滑动变阻器调至阻值最大处;
(2)闭合开关,移动滑片,使电压表示数等于小灯泡的额定电压,记下此时电流表、电压表示数;
(3)调节滑动变阻器,降低小灯泡两端电压,记下电流表、电压表示数; (4)计算阻值,整理器材。 6、记录数据记录表
次数 1 2 3
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
7、分析与归纳:灯丝的电阻随温度的升高而增大。 【必刷题型精练】
1.(2022•杭州中考)小金用电压表和电流表测导体R的电阻。在正确连接电路的基础上,通过调节滑动变阻器RP,先后完成了四次实验,测得的电压和电流值如表所示。回答问题:
实验次数
1 2 3 4
U(伏) 0.6 0.8 1.2 1.8
I(安) 0.12 0.16 待填 0.36
(1)根据实验要求,用笔画线作为导线在图中正确连接电压表。
(2)第3次实验时,电流表示数如图乙所示,此时电流为 安。
(3)根据表中数据,在实验过程中,滑动变阻器RP滑片移动的方向是 (选填“A→B”或“B→A”)。
2.(2022•广东中考)图甲是测量小灯泡在不同电压下电阻的实验电路图(小灯泡额定电压为1.5V)。
(1)小明按电路图连接实物,刚接上最后一根导线,看到电流表的指针立刻有偏转。若电路连线正确,造成这种异常现象的原因是 。 (2)实验中,调节滑动变阻器,分别记录电压表和电流表的示数如下: 测量次序 电压U/V 电流I/A
1 1.8 0.32
2 1.5 0.30
3 1.0 0.26
4
5 0.3 0.18
①第4次测量对应的电压表和电流表示数如图乙所示,此时小灯泡两端的电压是 V,通过它的电流是 A。 ②小灯泡正常发光时的电阻是 Ω。
③第5次测量中,小灯泡不发光,小明断定是灯丝断了。这个判断是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
3.(2022•福建中考)小华用如图1甲所示电路,测量标有“2.5V”字样小灯泡的电阻,现有器材:电源(3V)、电流表、电压表、滑动变阻器(20Ω 2A)、开关、导线若干。 (1)根据图1甲,用笔画线表示导线,将图1乙中的实物图连接完整。 (2)闭合开关前,滑动变阻器滑片P应调至 端。
(3)闭合开关,移动滑片P,发现灯泡始终不亮,电流表示数为零,电压表示数等于电源电压,可判断故障是 。
(4)排除故障后进行实验。移动滑片P,当电压表示数为2.2V时,电流表示数如图2甲,为 A,此时小灯泡的电阻为 Ω(结果保留一位小数)。 (5)根据实验数据,分别画出小灯泡和滑动变阻器的I﹣U图象,如图2乙。根据图象可知:小灯泡两端电压越大,电阻越 ;当滑动变阻器电阻与小灯泡电阻相等时,小灯泡消耗的功率是 W。
(6)小华发现无论如何移动滑片,小灯泡两端的电压都无法调到0.5V。现增加一个阻值为20Ω的定值电阻R和一个开关,对原电路进行改进,使小灯泡两端电压能在0.5V~3.0V之间变化,测出小灯泡在不同电压下的电阻。请在图3虚线框中画出电路图,要求电路连接后不再拆接。
4.(2022•苏州中考)小华用电源(3V)、电流表(0~0.6A;0~3A)、刻度尺、鳄鱼夹等器材,探究粗细均匀电阻丝的电阻与长度的关系,实验电路如图甲所示,测得数据如下表。
序号 1 2 3
长度L/cm 30.0 20.0 10.0
电流I/A 0.20 0.30 0.60
(1)根据实验数据,可求得1cm该电阻丝的电阻为 Ω;
(2)小明在小华实验的基础上,利用该电阻丝测量未知电阻Rx的阻值(约10Ω)。 ①按图甲连好电路,闭合开关,在电阻丝上移动鳄鱼夹M,使电流表的示数为0.50A; ②保持M位置不变,把R接入电路,如图乙所示。闭合开关,此时电流表的示数为0.20A。请在虚线框内画出图乙的电路图,并求出此时Rx的电阻为 Ω;
③小明实验时电源的实际电压比3V略低,则他测算出的电阻值 (偏大/偏小/
不变);
④为了消除因电源电压降低对电阻测量结果的影响,小明用原实验电路,改变测量方法就可以消除影响。其做法是:
i.连接图甲电路,闭合开关,移动M使电流表的示数为0.20A,记下M的位置A; ii.把Rx接入电路,闭合开关,移动M使电流表示数为 A,记下M的位置B; iii.用刻度尺量出AB间距离为Lcm,则Rx= Ω。
5.(2022•重庆中考)综合实践课上,小薇同学用“伏安法”测量小灯泡正常发光时的电阻,选用的小灯泡L标有“2.5V”字样、电源电压恒为4.5V、滑动变阻器规格为“30Ω 1A”。
序号 1 2 3 4
U/V 1.0 1.5 2.0 2.5
I/A 0.18 0.22 0.24
R/Ω 5.6 6.8 8.3
(1)请在图甲中用笔画线代替导线,帮小薇完成实物电路的连接;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应处于最 (选填“左”或“右”)端; (3)闭合开关进行实验,移动滑动变阻器的滑片P过程中,她应注视 (选填“电压表”“电流表”或“滑动变阻器”)的变化情况,当停止移动滑片P时,她发现电表指针左右摆动,再观察小灯泡也忽明忽暗,其原因可能是 (选填字母符号); A.滑动变阻器接触不良 B.小灯泡短路
(4)排除故障后继续实验,她将得到的数据记录在表格中,当电压表示数为2.5V时,
电流表的示数如图乙所示为 A,则小灯泡正常发光时的电阻为
Ω(保留一位小数)。她发现小灯泡电阻发生了变化,其原因是灯丝电阻受 的影响;
(5)实验结束后,她看见桌面上还有一个阻值为15Ω的定值电阻,想按照表格给定的四组电压值,验证“导体中电流与电压的关系”,但使用目前已有器材无法完成,若想完成实验,她只需更换哪一个元件,并说明新元件的规格要求: 。 6.(2022•宜宾中考)小洪利用如图甲的电路测量小灯泡的电阻,已知小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时的电阻约为10Ω,电源电压恒为3V。
(1)为保证实验顺利进行,应选用 (选填仪器的字母序号)滑动变阻器。 A.“10Ω,0.5A” B.“50Ω,0.2A”
(2)根据电路图甲,请你用笔画线代替导线,将图乙中的实物电路连接完整(导线不得交叉)。
(3)检查电路连接无误后,闭合开关S,将滑动变阻器滑片P移至某处时,电压表示数
如图丙为 V,电流表示数如图丁为 A,此时小灯泡的电阻为 Ω;若要继续测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑动变阻器滑片P向 端(选填“A”或“B”)移动,直到电压表的示数为2.5V。
(4)在连接电路的过程中,小洪误把电压表和电流表的位置互换,闭合开关S,他将看到的现象是: 。
7.(2022•贵港中考)小华做测量定值电阻Rx阻值的实验,现有器材:待测电阻Rx、两节干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。
(1)请按图甲所示的电路图,以笔画线代替导线,将图乙中的电路连接完整。 (2)连接电路时,开关断开,并将滑动变阻器滑片置于阻值 处。
(3)正确连接电路,闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,电流表都没有示数,而电压表示数接近3V,则故障可能是 (选填标号)。 A.滑动变阻器断路 B.Rx断路 C.Rx短路
(4)排除故障后,当电压表示数为1.3V时,电流表示数如图丙所示,则通过Rx的电流大小为 A,它的阻值是 Ω。
(5)本实验要多次测量取平均值,目的是 。
(6)小华对实验进行进一步拓展,利用电源(电压未知但恒定不变)、阻值为R0的定值电阻、电流表、开关等器材,设计了如图丁所示的电路也能测出Rx的阻值,请你完成下列实验步骤:
①按电路图正确连接电路,闭合开关S,断开开关S1,读出电流表示数I1; ② ,读出电流表示数I2;
③根据实验数据,计算出待测电阻Rx= 。(用R0、I1、I2表示) 8.(2022•柳州中考)小辉学习了电学的有关知识后,做如下实验。
(1)小辉利用如图甲的电路测量某定值电阻R的阻值。
①连接实物电路时,滑动变阻器的滑片P应置于 (选填“a”或“b”)端,开关应 。
②实验中,移动滑片P至某位置,若电流表和电压表示数为分别0.2A、2V,则R的阻值为 Ω。
③为减小误差,改变R两端电压,多次测量电压及电流值,算出对应的电阻,最后求出电阻的 值,作为R的阻值。
(2)小辉得知某热敏电阻的阻值随温度变化图像如图乙,就利用该热敏电阻制作温控报警器,报警器电路的一部分如图丙所示,电源电压为12V。当环境温度达到或超过50℃时,电压U2达到或超过9V并触发报警器(图中未画出)报警。则图中 (选填“R1”或“R2”)应使用热敏电阻,另一定值电阻的阻值为 Ω。
9.(2022•泰州中考)在“测量定值电阻阻值”的实验中,小明所用电源的电压保持不变,滑动变阻器标有“10Ω 2A”的字样。
(1)粗心的小明连好最后一根导线时的电路如图甲所示,请你指出其中存在的问题: 一是 ;二是 。
实验次数 ① ② ③
电压U/V 5.0 6.5 8.0
电流I/A
0.4 0.5
电阻Rx/Ω
(2)小明解决上述问题后,闭合开关发现:电压表指针有明显偏转,而电流表指针几乎不动。经检查:电路中电表完好且只有一处故障,他初步判断可能是导线 (选导线编号)断路或 断路。 (3)排除上述电路故障后,小明开始实验:
①闭合开关,读出电表示数后立即断开开关,并将读数填在表中,其中电流表指针位置
如图乙所示,则电流表读数为 A,利用该组数据算出的Rx阻值为 Ω(保留一位小数)。
②闭合开关,将滑动变阻器的滑片向 移至适当位置,读出两电表示数后立即断开开关,并将读数填在表中。
③闭合开关,继续移动滑片,直至移到了滑动变阻器的一端,读出两电表示数,断开开关,并将读数填在表中。
(4)分析表中数据,小明发现:随着待测电阻两端电压的增大,计算得出的待测电阻阻值变化情况是 。
他感到困惑:为何会出现这样的结果呢?小华帮他检查后指出:小明所测出的电压数据是错误的。于是小明想重新实验,小华提醒他:无需重新实验,利用已知信息和电流表的读数,不但可计算出待测电阻的阻值,还能求出电源电压。小明经过认真思考后,计算得出:待测电阻Rx= Ω,电源电压U总= V。 10.(2022•烟台中考)在“测量电阻的阻值”实验中:
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示实验电路补充完整,要求滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表示数变大。
(2)连接完电路后,闭合开关S,发现电流表、电压表有示数均很小,但无论怎样移动滑片P都不能改变两只电表的示数。出现这个问题的原因是什么?
(3)解决问题后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,进行多次测量并记录数据。
当电压表示数为2V时,电流表示数如图乙所示为 A,则电阻R的阻值为 Ω。
(4)把图甲的电阻R换成小灯泡L,重复上述实验,测量小灯泡的电阻。图丙是根据两次实验数据绘制的I—U图象,其中表示小灯泡电阻的图象是 (选填“a”或“b”),判断的依据是什么?
11.(2022•潍坊中考)小明利用图甲所示电路测量未知电阻Rx的阻值,电源电压保持3V不变,滑动变阻器铭牌标有“30Ω 2A”字样,Rx的阻值约为10Ω。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整(要求滑动变阻器的滑片P向左滑动时,电流表示数变大)。
(2)闭合开关,两电表均无示数;将电压表改接在变阻器两端时,两电表均无示数;将电压表改接在开关两端时,电压表有示数,电流表无示数。则电路故障是 。
(3)排除故障后,闭合开关,移动变阻器的滑片P至某一位置,此时电压表示数为2.7V,电流表示数如图乙所示,则未知电阻Rx= Ω。
(4)小明利用图甲电路测量另一未知电阻R'x,将R'x正确接入电路,但发现无论如何移动滑片P,电流表示数几乎为0,电压表示数接近3V,经判断得知R'x阻值较大,利用该电路无法测出R'x阻值。小明查阅资料获知,电压表相当于一个能显示自身两端电压的定值电阻,且阻值较大,于是他找了一个2kΩ的定值电阻R0,设计了如图丙所示电路,电
源电压恒为3V。闭合开关S,并进行了如下操作: ①S1接1时,记录电压表示数为2.5V; ②S1接2时,记录电压表示数为2V; ③计算待测电阻R'x= Ω。
12.(2022•宿迁中考)某物理实验小组正在使用“伏安法”测量未知电阻Rx阻值,实验电路如图甲所示(电源电压3V)。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整,导线不得交叉;闭合开关S前,应将滑动变阻器滑片移到最 端(选填“左”或“右”)。
(2)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数且示数接近3V,则电路故障原因可能是 。
(3)排除故障后,当滑片移到某一位置时,电压表示数为1.6V,电流表示数如图乙所示,其读数为 A,则未知电阻Rx= Ω。接下来测量多组实验数据算出Rx平均值,这是为了减小测量带来的 。
(4)利用图甲实验器材还能完成下列探究实验 。(选填“A”或“B”) A.探究电流与电压的关系 B.探究电流与电阻的关系
(5)实验中电流表突然损坏,小组同学经过讨论设计了一种实验方案,也可测出Rx阻值。电路如图丙所示,电源电压未知且恒定不变,a、b为滑动变阻器左右两个端点,滑动变阻器最大阻值为Rmax,请你把以下测量步骤补充完整。 ①闭合开关S,滑片P移到a端时,读出电压表示数为U1; ②闭合开关S, ,读出电压表示数为U2;
③待测电阻Rx= 。(用已知和测量出的物理量符号表示)
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